Definisi
Automatic Tool Changer adalah perangkat untuk memindahkan, memuat, dan membongkar perkakas antara spindel dan magasin perkakas. Automatic Tool Changer adalah nama lengkap ATC dalam pemesinan CNC.
Kit penggantian alat otomatis menggerakkan mesin CNC dengan kerja berkesinambungan, yaitu, setelah setiap proses selesai, alat baru yang digunakan pada proses berikutnya secara otomatis diganti ke spindel, dan spindel mengambil alat tersebut. Pertukaran alat pada umumnya diselesaikan oleh tindakan terkoordinasi dari manipulator, magasin, dan spindel.
Dibandingkan dengan router CNC multi spindel, ATC hanya membutuhkan satu spindel di headstock, komponen spindel memiliki kekakuan yang cukup untuk memenuhi persyaratan berbagai pemesinan presisi. Selain itu, magasin alat dapat menyimpan sejumlah besar alat untuk pemesinan multi-langkah dari komponen yang kompleks, yang secara signifikan dapat meningkatkan kemampuan beradaptasi dan efisiensi pemesinan perkakas mesin. Sistem ATC terdiri dari 2 bagian: magasin alat dan perangkat penggantian alat otomatis. Sistem ini memiliki 2 keuntungan utama: yang pertama adalah hanya satu spindel yang dicadangkan, yang bermanfaat untuk menyederhanakan struktur spindel dan meningkatkan kekakuan spindel; yang kedua adalah sejumlah besar bit router dengan berbagai jenis dan fungsi dapat disimpan di perpustakaan, yang memudahkan untuk melengkapi berbagai prosedur pemrosesan yang kompleks dan multi-langkah.
Kit penggantian alat otomatis terdiri dari magasin alat, sistem pemilihan alat, mekanisme penggantian alat, dan komponen lainnya, dan strukturnya lebih rumit. Kit ini bertanggung jawab untuk memindahkan mata bor antara magasin dan spindel, mendorong mata bor yang akan digunakan ke spindel, lalu mengirim mata bor yang diganti kembali ke magasin di dalam. Meskipun metode penggantian ini tidak semudah yang sebelumnya, metode ini mencegah magasin dan spindel bergerak untuk penggantian alat, dan digantikan oleh penggantian alat otomatis. Dengan cara ini, rentang gerakan komponen mekanis berkurang, penggantian selesai lebih cepat, dan tata letak desain juga lebih fleksibel.
Prinsip Kerja
Dalam sistem penggantian alat otomatis, perangkat yang melakukan pemindahan dan pemuatan serta pembongkaran alat antara magasin dan spindel disebut dengan pengubah alat. Ada 2 cara untuk mengganti alat: gerakan relatif magasin dan spindel, dan manipulator. Perangkat yang menggunakan gerakan relatif magasin dan spindel untuk melakukan penggantian alat harus terlebih dahulu mengembalikan alat yang digunakan ke magasin saat mengganti alat, lalu mengeluarkan alat baru dari magasin. Kedua tindakan tersebut tidak dapat dilakukan secara bersamaan, dan waktu penggantian alat menjadi lebih lama.
Namun, pengubah alat manipulator dapat mengambil dan memuat serta membongkar bit di spindel dan magasin pada saat yang sama selama penggantian, sehingga waktu penggantian semakin dipersingkat. Metode pertukaran alat menggunakan robot adalah yang paling banyak digunakan. Ini karena manipulator fleksibel dalam penggantian, cepat dalam tindakan, dan sederhana dalam struktur. Manipulator dapat menyelesaikan serangkaian tindakan seperti menggenggam - menarik - memutar - memasukkan - mengembalikan. Untuk mencegah bit jatuh, cakar bergerak manipulator dilengkapi dengan mekanisme penguncian sendiri.
Fitur & Keunggulan
Spindel pengubah alat otomatis berdaya tinggi diadopsi, dengan kinerja awal yang baik dan torsi besar, yang dapat memanfaatkan sepenuhnya keunggulan kecepatan tinggi dan efisiensi yang lebih tinggi dari mesin ini. Ia mengadopsi motor servo torsi tinggi buatan Jepang, yang memiliki keunggulan kebisingan rendah, kecepatan tinggi, dan akurasi posisi tinggi. Dilengkapi dengan magasin alat yang unik, Anda dapat mengganti bit router yang diperlukan sesuka hati. Waktu penggantian alat hanya membutuhkan beberapa detik. Magasin alat standar dilengkapi dengan 8 alat, dan magasin alat berkapasitas lebih besar dapat disesuaikan.
Biaya
Biaya mesin router CNC ATC (Automatic Tool Changer) dapat sangat bervariasi berdasarkan spesifikasi, ukuran, fitur, dan merek mesin, biasanya berkisar antara sekitar $10,800 ke atas $100,000. Kit router CNC ATC hobi tingkat pemula harganya rata-rata $12,000, sementara beberapa meja router CNC ATC industri kelas atas dengan kemampuan canggih, area kerja lebih besar, dan fitur tambahan cenderung lebih mahal. Secara keseluruhan, biaya rata-rata untuk membeli router CNC ATC dengan tool changer adalah sekitar $16,000. Sebaiknya Anda berkonsultasi dengan produsen atau pemasok tertentu untuk mendapatkan harga yang tepat berdasarkan kebutuhan Anda.
Sebagian besar pekerja kayu ingin memiliki router CNC ATC, tetapi beberapa dari mereka tidak tahu berapa biaya untuk meningkatkan mesin CNC biasa dengan kit pengubah alat otomatis. Menurut laporan pasar CNC industri tahun 2025, Anda harus mengeluarkan biaya tambahan $3,000 sampai $8.000 di atas mesin biasa jika Anda ingin melakukannya sendiri.
spesifikasi
| Merek | STYLECNC |
| Ukuran Tabel | 4' x 4', 4' x 6', 4' x 8', 5' x 10', 6' x 12' |
| Sumbu | 3 Sumbu, Sumbu ke-4, 4 Sumbu, 5 Sumbu |
| Kemampuan | Pemesinan 2D, Pemesinan 2.5D, 3D Machining |
| bahan | Kayu, Logam, Aluminium, Tembaga, Kuningan, Batu, Busa, Plastik |
| jenis | Jenis Hobi untuk Penggunaan Rumah Tangga dan Jenis Industri untuk Penggunaan Komersial |
| Perangkat lunak | ArtCAM, Type3, Cabinet Vision, CorelDraw, UG, Solidworks, MeshCAM, AlphaCAM, UcanCAM, MasterCAM, CASmate, PowerMILL, Fusion360, Aspire, AutoCAD, Autodesk Inventor, Alibre, Rhinoceros 3D |
| pengawas | OSAI, Syntec, LNC |
| Kisaran harga | $6,000.00 - $110,000.00 |
| Layanan OEM | Area Kerja Sumbu X, Y, Z |
| Bagian opsional | Pengumpul Debu, Perangkat Putar, Pompa Vakum, Motor Servo, Sistem Pendingin, Spindel Colombo |
jenis
Pengubah alat otomatis dibagi menjadi 3 jenis umum: tipe linier, tipe drum, dan tipe rantai, kami akan memperkenalkannya satu per satu.
Tipe Linier
Ini adalah jenis in-line changer, yang digunakan untuk magasin dengan 4 hingga 12 alat. Fiturnya adalah penggantian alat yang cepat dan mudah digunakan.
Tipe drum
Ini adalah jenis rotary changer, yang juga dikenal sebagai ATC tipe CTM dan ATC tipe cakram. Alat ini digunakan untuk magasin dengan 8 hingga 20 perkakas.
Tipe Rantai
Digunakan untuk mesin CNC vertikal dengan kecepatan penggantian alat yang lebih rendah. Dirancang untuk magasin dengan lebih dari 30 alat, yang memiliki kapasitas angkut alat terbaik.
Bagaimana Cara Mengganti Alat pada Pemesinan CNC?
Pemegang Alat Putar
Tiang alat putar adalah salah satu pengubah paling sederhana, yang umum digunakan dalam mesin bubut CNC. Tiang ini dapat dirancang menjadi berbagai bentuk seperti sandaran alat aksial tipe persegi, heksagonal atau cakram. Empat, 6 atau lebih alat masing-masing dipasang pada dudukan putar, dan bit diganti sesuai dengan instruksi perangkat kontrol numerik. Dudukan alat putar harus memiliki kekuatan dan kekakuan yang baik dalam struktur untuk menahan hambatan pemotongan selama pemesinan kasar. Karena akurasi pemesinan putar sangat bergantung pada posisi ujung alat, untuk mesin bubut kontrol numerik komputer, posisi alat tidak disesuaikan secara manual selama proses pemesinan, jadi lebih penting untuk memilih skema pemosisian yang andal dan struktur pemosisian yang wajar untuk memastikan alat putar. Setelah setiap pengindeksan, rak memiliki akurasi pemosisian berulang setinggi mungkin (biasanya 0.001-0.005mm). Dalam keadaan normal, tindakan perubahan pada dudukan putar meliputi pengangkatan dudukan, pengindeksan dudukan, dan penekanan dudukan.
Penggantian Kepala Spindel
Penggantian alat kepala spindel adalah metode penggantian alat yang relatif sederhana untuk mesin CNC dengan alat yang berputar. Kepala spindel ini sebenarnya adalah magasin alat turret. Ada 2 jenis kepala spindel: horizontal dan vertikal. Biasanya, pengindeksan turret digunakan untuk mengganti kepala spindel untuk mewujudkan penggantian alat otomatis. Pada setiap spindel turret, alat putar yang diperlukan untuk setiap proses telah dipasang sebelumnya. Ketika perintah penggantian alat dikeluarkan, setiap kepala spindel berputar ke posisi pemrosesan secara bergantian, dan gerakan utama dihidupkan, sehingga spindel yang sesuai menggerakkan bit untuk berputar. Spindel lain dalam posisi non-permesinan terputus dari gerakan utama. Perangkat penggantian alat spindel menghemat serangkaian operasi rumit seperti pelonggaran otomatis, penjepitan, pembongkaran, pemuatan dan pembongkaran, sehingga mempersingkat waktu penggantian dan meningkatkan keandalan penggantian. Namun, karena keterbatasan posisi ruang, ukuran struktural komponen spindel tidak boleh terlalu besar, sehingga memengaruhi kekakuan sistem spindel. Untuk memastikan kekakuan spindel, jumlah spindel harus dibatasi, jika tidak, ukuran struktur akan bertambah. Oleh karena itu, kepala spindel turret biasanya hanya cocok untuk mesin dengan sedikit proses dan persyaratan presisi rendah, seperti mesin bor dan penggilingan kontrol numerik komputer.
Sistem Penggantian Alat Otomatis
Karena sandaran pahat putar dan pengubah tipe kepala turret tidak dapat menampung terlalu banyak bit, maka tidak dapat memenuhi kebutuhan pemrosesan komponen yang rumit. Oleh karena itu, mesin CNC ATC sebagian besar menggunakan pengubah otomatis dengan magasin pahat. Perangkat dengan magasin pahat terdiri dari magasin dan mekanisme pengubah pahat, dan proses pengubahannya lebih rumit. Pertama-tama, semua bit yang digunakan dalam proses pemesinan harus dipasang pada dudukan standar, dan setelah menyesuaikan ukuran di luar mesin, masukkan ke dalam magasin dengan cara tertentu. Saat mengganti, pertama-tama pilih bit di dalam magasin, kemudian pengubah akan mengeluarkan bit dari magasin atau spindel untuk ditukar, memasukkan bit baru ke dalam spindel, dan memasukkan kembali bit lama ke dalam magasin. Magasin memiliki kapasitas besar dan dapat dipasang di samping atau di atas headstock. Karena hanya ada satu spindel di headstock mesin dengan magasin pengubah pahat otomatis, kekakuan komponen spindel harus tinggi untuk memenuhi persyaratan pemesinan presisi. Selain itu, jumlah bit dalam magasinnya besar, sehingga pemrosesan multiproses pada komponen yang kompleks dapat dilakukan, yang sangat meningkatkan kemampuan adaptasi dan efisiensi pemrosesan mesin. Sistem ATC dengan magasin cocok untuk pusat pengeboran dan pusat permesinan.
Bagaimana Memilih Majalah dan Alat?
Jenis Majalah Alat
Majalah alat digunakan untuk memesan sejumlah bit router tertentu, yang dapat ditukar dengan bit pada spindel melalui manipulator. Ada berbagai jenis majalah, seperti majalah tipe cakram dan majalah tipe rantai. Bentuk dan kapasitas majalah harus ditentukan sesuai dengan ruang lingkup teknologi mesin. Di majalah alat cakram, arah bit router berada dalam arah yang sama dengan spindel. Saat mengganti bit, kotak spindel naik ke posisi tertentu, sehingga bit pada spindel sejajar dengan posisi bawah majalah, dan bit router dijepit, spindel berada di bawah kendali komputer, lepaskan pegangan, majalah alat cakram bergerak maju, menarik bit router pada spindel, dan kemudian majalah memutar bit yang digunakan dalam proses berikutnya ke posisi yang sejajar dengan spindel, majalah mundur, masukkan bit baru ke dalam lubang spindel, spindel menjepit dudukan, kotak spindel diturunkan ke posisi kerja, tugas penggantian alat selesai, dan proses berikutnya mulai bekerja. Keuntungan dari alat pengubah alat ini adalah strukturnya sederhana, biaya rendah, dan keandalan pengubahan yang baik. Kerugiannya adalah waktu pengubahannya lama, dan cocok untuk pusat permesinan dengan kapasitas magasin kecil. Untuk pusat permesinan yang memerlukan kapasitas magasin besar, magasin alat rantai akan digunakan. Magasin ini memiliki struktur yang ringkas dan kapasitas magasin yang besar. Bentuk cincin rantai dapat dibuat menjadi berbagai jenis sesuai dengan tata letak mesin. Bentuk, posisi pengubahan juga dapat ditonjolkan untuk memudahkan pengubahan. Ketika jumlah bit router perlu ditambah, hanya perlu menambah panjang rantai, yang memberikan kemudahan pada desain dan pembuatan magasin.
Metode Pemilihan Alat
Ada banyak bit yang disimpan di magasin. Sebelum setiap penggantian, bit harus dipilih. Metode pemilihan pahat yang umum digunakan meliputi metode berurutan dan metode arbitrer. Pahat dimasukkan ke dalam dudukan magasin secara bergantian sesuai dengan persyaratan proses. Pemrosesan dilakukan untuk menyesuaikan bit secara berurutan. Saat memproses benda kerja yang berbeda, urutan bit di magasin harus disesuaikan kembali. Keuntungannya adalah penggerak dan kontrol magasin relatif sederhana. Oleh karena itu, metode ini cocok untuk penggantian pahat otomatis pada mesin kontrol numerik komputer berukuran kecil dan menengah dengan batch pemrosesan besar dan sejumlah kecil jenis benda kerja. Dengan pengembangan sistem kontrol numerik, sebagian besar sistem kontrol numerik mengadopsi metode pemilihan pahat arbitrer, yang dibagi menjadi 3 jenis pengkodean dudukan pahat, pengkodean pahat, dan jenis memori.
Metode Pengkodean Alat
Kode alat atau kode pemegang perlu diidentifikasi dengan memasang bilah kode pada alat atau pemegang, yang umumnya dikodekan sesuai dengan prinsip pengkodean biner. Metode pemilihan mengadopsi struktur pemegang alat khusus, dan setiap bit memiliki kodenya sendiri, sehingga bit dapat digunakan kembali dalam proses yang berbeda, dan bit yang diganti tidak perlu dimasukkan kembali ke pemegang asli. Majalah berkapasitas besar dapat dikurangi sesuai dengan itu. Namun, setiap bit memiliki cincin pengkodean khusus, panjangnya diperpanjang, sulit untuk diproduksi, dan struktur majalah dan manipulator menjadi rumit. Metode pengkodean pemegang adalah bahwa satu pisau sesuai dengan satu pemegang. Alat yang dilepas dari satu pemegang harus diletakkan kembali pada pemegang yang sama. Bit pick and place merepotkan dan butuh waktu lama untuk diganti. Saat ini, metode memori banyak digunakan di pusat permesinan. Dengan cara ini, jumlah dan posisi pemegang di majalah dapat disimpan di PLC sistem CNC yang sesuai. Informasi perkakas selalu tersimpan di PLC, terlepas dari perkakas mana yang ditempatkan. Magasin dilengkapi dengan perangkat deteksi posisi, yang dapat memperoleh informasi posisi setiap dudukan. Dengan cara ini, perkakas dapat dikeluarkan dan dikembalikan sesuai keinginan. Magasin juga memiliki sumber mekanis, sehingga setiap kali pisau dipilih, pisau terdekat akan dipilih.
Aplikasi
Mesin router CNC ATC dapat digunakan dalam berbagai macam industri, seperti furnitur dan perbaikan rumah, kerajinan kayu, lemari, layar, periklanan, instrumen musik, atau industri pemrosesan rangka instrumen presisi. Dan bahan-bahan yang dapat diproses terutama meliputi berbagai bahan non-logam seperti kayu, kaca, batu, plastik, akrilik, dan bahan isolasi.
woodworking
Pintu rumah, 3D pemesinan papan gelombang, pintu lemari, pintu kayu solid, pintu kayu kerajinan, pintu tanpa cat, kasa, pembuatan jendela kerajinan, semir sepatu, lemari dan panel mesin permainan, meja komputer, serta pembuatan furnitur panel.
Pembuatan cetakan
Dapat membuat cetakan logam seperti tembaga, aluminium, besi dan lainnya, serta cetakan non logam seperti kayu, batu, plastik, PVC, dan lainnya.
Periklanan & Penghobi
Pembuatan tanda, pembuatan logo, lettering, pemotongan akrilik, cetakan melepuh, dan dekorasi.
Manufaktur Industri
Itu dapat membuat semua jenis patung bayangan dan patung relief, yang banyak digunakan dalam industri kerajinan dan hadiah.
Penyelesaian masalah
Router CNC dengan ATC merupakan klasifikasi mesin kontrol numerik komputer yang paling canggih. Meskipun kekuatan dan kecepatan pemesinan tidak ada bandingannya dengan mesin kontrol numerik komputer lainnya, sebagai peralatan mekanis yang sepenuhnya otomatis, pemeriksaan dan perawatan harian juga sangat diperlukan. Router CNC dengan pengubah pahat sama sekali berbeda dari metode deteksi dan diagnosis kesalahan pada mesin kontrol numerik komputer biasa.
Metode Pemeriksaan Pengoperasian Mesin
Metode inspeksi operasi adalah metode pengamatan dan pemantauan operasi aktual mesin untuk menentukan posisi kerusakan dan dengan demikian melacak akar penyebab kesalahan. Secara umum, kit mesin kontrol numerik komputer mengadopsi komponen kontrol hidrolik dan pneumatik, seperti pengubah alat otomatis, perangkat meja pertukaran, perangkat perlengkapan dan transmisi, dll., yang dapat digunakan untuk menentukan penyebab kesalahan melalui diagnosis gerakan.
Metode Analisis Negara
Sistem CNC tidak hanya dapat menampilkan informasi diagnosis kesalahan, tetapi juga menyediakan berbagai status diagnosis dalam bentuk alamat diagnosis dan data diagnosis. Misalnya, ketika sistem kembali ke titik referensi secara tidak benar, Anda dapat memeriksa nilai status parameter yang relevan untuk menentukan penyebab kegagalan.
Metode Pemeriksaan Pemrograman CNC
Metode pemeriksaan pemrograman CNC juga disebut metode uji fungsi program. Ini adalah metode untuk mengonfirmasi penyebab kegagalan dengan menyusun segmen program uji khusus. Anda dapat menggunakan metode pemrograman manual untuk menyusun program uji fungsi untuk fungsi sistem (seperti pemosisian linier, interpolasi melingkar, pemotongan ulir, siklus kalengan, program makro pengguna, dll.), dan menjalankan program uji untuk memeriksa keakuratan dan keandalan mesin untuk melakukan fungsi-fungsi ini, dan kemudian menentukan penyebab kegagalan. Biasanya program uji ditulis dengan instruksi untuk memperbaiki mesin, dan program dijalankan ketika terjadi kesalahan untuk menentukan apa kesalahannya.
Metode Pemeriksaan Instrumen
Metode pemeriksaan instrumen mengacu pada penggunaan instrumen listrik konvensional untuk mengukur tegangan setiap kelompok catu daya AC dan DC, fase DC dan sinyal pulsa, dll., untuk menemukan kesalahan.
Metode Diagnosis Mandiri Sistem Kontrol Numerik
Diagnosis mandiri sistem kontrol numerik adalah metode diagnostik yang menggunakan program diagnosis mandiri internal atau perangkat lunak diagnostik khusus sistem untuk mendiagnosis sendiri dan menguji perangkat keras utama di dalam sistem dan perangkat lunak kontrol sistem. Ini terutama mencakup diagnosis mandiri daya, pemantauan daring, dan pengujian luring. Mesin CNC menggunakan fungsi diagnosis mandiri sistem, yang dapat dengan mudah menampilkan status sinyal antarmuka antara sistem dan setiap komponen, dan mengetahui lokasi umum kesalahan. Ini adalah metode yang paling umum digunakan dalam proses diagnosis kesalahan.